锦屏一级水电站大坝混凝土细骨料料源选择

锦屏一级水电站大坝混凝土细骨料料源选择

第11期(总第93期)中国水能及电气化No．11(T0TALNo．93)ChinaⅥ，aterPower&Electrification锦屏一级水电站大坝混凝土细骨料料源选择张伟锋，刘亚洲，曹驾云，宋祺驶(中国水电顾问集团成都勘测设计研究院，四川成都610072)摘要：锦屏一级水电站挡水坝为混凝土双曲拱坝，最大坝高305m，大坝混凝土骨料料源主要为变质砂岩和大理岩，砂岩为碱活性骨料，大理岩岩性均一性较差、强度偏低，为了提高工程的质量和安全度，大坝粗骨料采用岩石强度较高的砂岩料场。细骨料料源方案需结合生产性试验、混凝土性能试验研究成果，进行深入的方案研究、技术经济比较后最终确定。关键词：水电站；碱活性骨料；粗骨料；细骨料中图分类号：TV512文献标识码：A文章编号：1673—8241(2012)11—0048—07DamConcreteFineAggregateSourceSelectionofJinpingGradeIHydropowerStationZHANGWei—feng，LIUYa—zhou，CAOJia-yun，SONGQi·tao(ChengduHydroelectricInvestigation＆DesignInstituteOfSPC,Chengdu610072,China)Abstract：JinpinggradeIhydropowerstationretainingdambelongstoconcretedouble—archdam．Themaximumheightis305m．Thedamaggregatesourcesaremainlymetamo~hicsandstoneandmarble，whereinthesandstoneisalkali—reactiveaggregate，andmarblehaspoorlithologyuniformityandlowstrength．Thedamaggregateadoptssandstoneaggregatefieldwithhigherrockstrengthinordertoimprovetheprojectqualityandsafety．Thefineaggregatesourceschemeshouldbecombinedwithproductiontestandconcreteperformancetestresearchachievementforin-depthprogramresearchaswellastechnicalandeconomiccomparison,therebymakingfinaldecision．Keywords：hydropowerstation；alkalinereactionaggregate；coarseaggregate；fineaggregate工程概述喜釜锦屏一级水电站是雅砻江中、下游河段的成。大坝顶高程1885m，最大坝高305m，电站重要梯级开发电站，为一等工程，枢纽建筑物装机容量3600MW，水库正常蓄水位1880m，收稿日期：2012．07-11作者简介：张伟锋(1979-)，男，大学本科，工程师，主要从事水电工程施工组织设计工作。E-mail：736388647@qq．coin48l中国水能取电气化CHINAWATERPOWER&ELECTRIF~2ATIONn设计施工与运营管理Design．Construction&OperationManagement总库容77．6亿m，属年调节水库。件较好，开采条件较差。锦屏一级水电站大坝混凝土总量约540万2．2三滩右岸大理岩料场m，需各级成品骨料约1300万t，其中粗、细料场位于坝址上游约3km处、兰坝沟下骨料分别为910万t、390万t。工程区混凝土人游，分布高程1950~2370m。料场地层为三叠系工骨料料源主要为变质砂岩和大理岩，砂岩料中上统杂谷脑组第二段第7、8层大理岩，有用为碱活性骨料，大理岩料岩性均一性较差、强料岩性为灰色中细晶大理岩、浅灰～灰白色细度偏低。锦屏一级水电站大坝为世界级工程，晶大理岩，规划可采储量718．6万m。料场岩性为了提高工程的质量和安全度，大坝粗骨料采均一性较差，岩石强度总体偏低，开采运输条用岩石强度较高的砂岩料，细骨料需要开展深件较好。入研究分析后确定。2_3兰坝大理岩料场料场位于坝址上游约5km处的雅砻江右2料源概况岸，分布高程1650～1900m。料场有用料岩性工程区内可作混凝土人工骨料料源的主要为浅灰色致密大理岩和灰色网纹状大理岩，规为变质砂岩和大理岩，变质砂岩料源为大奔流划可采储量约100万m。岩石致密坚硬，开采沟砂岩料场，大理岩料源为三滩右岸大理岩料运输条件较差，运距较远。场和兰坝大理岩料场。各料场原岩物理力学试验成果见表l。2．1大奔流沟砂岩料场3混凝土性能试验料场位于坝址下游雅砻江左岸，距坝址约9km，分布高程1660~2100m。料场地层岩性锦屏一级水电站大坝为混凝土双曲拱坝，为三叠系杂谷脑组第三段1～3层中厚～厚层状为世界第一高拱坝。为了提高工程的质量和安变质石英细砂岩及粉细砂质板岩，规划可采储全度，确保大坝持久、稳定运行，对大坝混凝量1090万m。变质砂岩岩石强度较高，运输条土骨料进行优选，进行大坝混凝土和易性、强表1料场原岩物理力学性能试验成果表中囡水能殛电气化I49n设计施工与运营管理Design．Construction&OperationManagement度、耐久性等指标的性能试验。a．当碱含量一定时，活性骨料的砂浆膨胀3．1骨料碱活性检验及抑制试验研究率随着粉煤灰掺量的增加而逐渐减小，当粉煤3．1．1骨料碱活性检验灰的掺量超过20％时，砂浆膨胀抑制率的变化采用砂浆棒快速法和混凝土棱柱体法对大趋于平缓。理岩人工骨料及砂岩人工骨料的碱活性进行检b．当粉煤灰掺量一定时，砂浆的膨胀率随验，检验结果见图l、图2。着胶凝材料的碱含量的增加而呈上升趋势。(2)大理岩砂对砂岩砂碱活性膨胀的影响采用砂浆棒快速法对砂岩和大理岩不同比十煳岩例的组合砂的碱活性进行检验，胶凝材料碱含一J／量为0．9％和1．5％时的成果见图3。采用砂浆棒快速法对大理岩含量为5～30时组合砂的碱活性进行检验，成果^一料鼙_【见图4。0．O0．O0．2．1．O525l5O510图1砂浆棒快速法检验结果图＼一勤·＼■I●％IN’0204O6080100大理岩含量()图3大理岩砂对砂岩膨胀率的影响050100150200250300350400龄期(d)0．4图2混凝土棱柱体法检验结果＼尸门、、目＼／料0．3大理岩骨料14d砂浆膨胀率小于0．1％，渣365d的混凝土膨胀率小于0．4％，为非活性骨^—△0．2料；砂岩骨料的14d膨胀率大于0．2％，365d的、混凝土膨胀率大于0．04％，为活性骨料。0．1⋯u3．1．2骨料碱活性抑制试验—_E}一28d(1)掺粉煤灰对骨料碱活性的抑制nI-0对大奔流沟砂岩料场进行了不同粉煤灰O10203O40掺量和不同碱含量条件下的碱活性抑制试验研大理岩含量(％)究，主要试验成果如下：图4低掺量(<30)大理岩砂对砂岩膨胀率的影响50I中田水能及电气化cHINARpawER＆EL5cTRcoNn设计施工与运营管理Design．Construction&OperationManagement图3试验结果表明，在砂岩砂中掺入一定能进行试验研究。量的大理岩砂可以降低砂岩砂的碱活性膨胀。(1)组合骨料混凝土用水量与石粉含量图4试验成果表明，当大理岩含量为的关系见图5。5％～30％时，砂岩的砂浆膨胀率总体存在随◆大理岩含量增加而减少的趋势，大理岩含量10％是膨胀率的拐点。h0／3．2混凝土性能试验研究皿Ⅲl】*混凝土性能试验主要用于比较组合骨料与旺／全砂岩骨料的混凝土性能，并论证组合骨料混：噩L凝土性能的优劣，以及作为大坝混凝土人工骨／料的可行性。在水胶比相同的条件下，混凝土性能试验主要成果如下：4O50(1)坍落度相当的条件下，组合骨料混石粉含_最／％凝土用水量比砂岩混凝土少8～9kg／m。，胶凝图5混凝土用水量与石粉含量的关系材料用量少15～21kg／m。故大理岩砂替代砂岩砂可以改善混凝土的和易性。当混凝土的和易性大致相当时，组合骨料(2)组合骨料混凝土的抗压强度、劈拉混凝土单位体积用水量增加值与大理岩人工砂强度及轴拉强度略高于全砂岩混凝土。石粉含量增量成正比。(3)组合骨料降低混凝土的自身体积变形(2)通过对大理岩砂石粉含量为收缩量与干缩值，提高混凝土的体积稳定性。l5．7~／60～32．4％进行组合骨料混凝土的抗压强(4)组合骨料混凝土的抗裂变形指数比度、抗拉强度、变形性能度、干缩性等试验，全砂岩混凝土高，抗裂性能略优。石粉含量为20．7％的大理岩人工砂混凝土28d(5)组合骨料混凝土的180d弹性模量略抗压强度与强胶比、劈拉强度与轴拉强度、极高于全砂岩混凝土，极限拉伸值略低于全砂岩限拉伸值、弹模等指标最高，但干缩值最低、混凝土，变形性能略差。组合骨料混凝土的抗弹强比较低。冻性与抗渗性略逊于全砂岩混凝土。通过以上试验成果分析，大理岩砂组合骨混凝土性能试验成果表明，组合骨料能料配置的混凝土细骨料细度模数2．0，石粉含够配制出满足设计要求的大坝混凝土，与全砂量<20％。岩骨料混凝土相比，组合骨料混凝土的变形性4细骨料生产性试验能、耐久性略差，其他性能指标略优。3．3大理岩细骨料指标对混凝土性能的影响4．1大奔流沟砂岩细骨料生产性试验大理岩有一定的变异性，其人工砂存在细大奔流沟砂岩制砂生产性试验在重庆市度模数小及石粉含量变化较大的不足，故需对江口水电站人工骨料加工系统进行，分别做了不同细度模数及石粉含量的大理岩人工砂组合B8100石打石制砂机~HVI400立轴式破碎机细碎骨料混凝土的用水量、抗压强度、抗拉强度、试验。极限拉伸值、弹模、耐久性及干缩性等基本性B8100石打石制砂机破碎原料，检查筛分中豳水舱疑电气化I51n设计施工与运营管理Design．Construction&OperationManagement前、后砂级配，VI400立轴式破碎机破碎原料，B8lO0石打石制砂机破碎原料，检查筛检查筛分前、后砂级配试验成果见表2。分前、后砂级配。VI400立轴式破碎机破碎原从产品颗粒级配上分析，B8100石打石制料，检查筛分前、后砂级配试验成果见表3。砂~HVI400立轴制砂效果基本相同，检查筛分从产品颗粒级配上分析，B8l00石打石制前的产品，<5mm的颗粒含量约40．O％，砂细度砂~[]VI400立轴制砂效果基本相同，检查筛分模数为2．5～2．7，品质不好，5～2．5mm颗粒含前的产品，

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